不锈钢纤维填充热塑性导电塑料研究进展
高效能酿造：纤维增强塑料技术创新的前景展望
高效能酿造：纤维增强塑料技术创新的前景展望纤维增强塑料是一种通过在塑料基体中添加纤维增强材料，如玻璃纤维、碳纤维等，来增加塑料的强度、刚度和耐磨损性能的塑料复合材料。
凭借其出色的物理、力学性能以及轻量化特点，纤维增强塑料已经广泛应用于各个领域，如汽车制造、建筑工程、航空航天等。
然而，随着科技的不断发展，纤维增强塑料技术也在不断创新，展现出更广阔的应用前景。
首先，纤维增强塑料的创新将有助于推动轻量化技术的发展。
在能源日益紧缺的背景下，轻量化技术成为各行各业的研究热点。
纤维增强塑料相比传统金属材料具有更轻的重量和更高的强度，能够减轻产品的自重并提高整体性能。
通过不断创新，研发出更高强度、更低密度的纤维增强塑料材料，将能够广泛应用于汽车制造、航空航天等领域，进一步减少能源消耗，降低环境污染。
其次，纤维增强塑料技术创新将有助于提升产品的耐久性和可靠性。
纤维增强塑料具有很好的耐磨损性和抗冲击性能，能够有效地抵抗外界环境的侵蚀和损坏。
通过在塑料基体中添加不同类型的纤维增强材料，如碳纤维等，可以进一步提高产品的抗拉强度和刚度，增强产品的耐用性。
这对于汽车零部件、船舶结构、建筑材料等领域来说尤为重要，可以延长产品的使用寿命，降低维修和更换成本。
此外，纤维增强塑料技术的创新还有助于改善产品的制造工艺和生产效率。
相比于传统材料加工方法，纤维增强塑料具有更好的可塑性和可加工性，可以通过注塑、挤出、压力成型等多种方法制备成型，提高产品的加工效率和一致性。
同时，纤维增强塑料还能够降低成本，节约原材料，并减少能源消耗。
这将对企业的生产效率和经济效益产生积极的影响，进一步推动纤维增强塑料技术的创新和应用。
纤维增强塑料技术的创新也带来了一些挑战和问题需要解决。
首先是纤维增强材料的成本较高，尤其是一些高性能纤维材料。
这限制了纤维增强塑料在一些大规模生产的领域的应用。
其次，纤维增强塑料的再生和回收利用仍然存在一定的困难。
由于纤维增强材料与塑料基体的结合较为紧密，难以分离和回收利用。
不锈钢纤维填充ABS复合材料的研究及应用
Ｉ ： 程塑料应用
２０ ０ ８年 ， ３ 第 ６卷 ， ３期 第
不锈 钢 纤 维填 充 Ａ Ｓ复合 材 料 的研 究及 应 用 Ｂ
刘苏 芹 何 杰 赵红玉 吕召胜 徐洪波 吴 炅
（ 中国兵器Ｔ业集 团第五三研究所， 济南 ２０ ３ ） ５ ０ １
摘要 以（ 丙烯腈／ 丁二 烯／ 乙烯） 聚物 （ Ｂ ） 脂为 主要 原料 ， 用不锈 钢 纤维 （ Ｓ ） 行 改性 ， 苯 共 Ａ Ｓ树 利 ＳＦ 进 为解 决
Ｓ Ｆ在树脂基体 中的分散性 问题 ， Ｓ 采用母料法制样 。对 Ａ Ｓ Ｓ Ｆ复合材料 的力学性能和 电学性 能进 行表征 ， Ｂ ／Ｓ 并利 用
（） Ｂ／Ｓ ２ Ａ ＳＳＦ复合 材料制 备 按 表 １ 示配 方将包 覆法 制 备 的 １、 ３ Ｓ Ｆ 所 ２ 、 Ｓ
表 １ 挤 出法 制 备 Ａ Ｓ Ｓ Ｆ复合 材 料 的 配 方设 计 Ｂ／Ｓ 材 料
Ｂ —ｌ
挤 出机 ：Ｓ ２ Ｚ Ｅ ７型 ， 国 ｌｉｒｚ 司 ； 德 ｅｓ ｉ 公 ｔｔ
（）Ｓ １ Ｓ Ｆ母料 制备 采 用高密度 聚 乙烯 （ Ｄ Ｅ） 聚氯 乙烯 （ Ｖ 、 Ｈ Ｐ 、 Ｐ Ｃ） 聚碳酸 酯 （ Ｃ ３种树脂 包覆 Ｓ Ｆ 调 整 工艺 参数 ， Ｐ） Ｓ， 使 树脂 均 匀地包覆 在 Ｓ Ｆ表 面 ， Ｓ 制得 Ｓ Ｆ母 料 ， Ｓ 试样 编 号 为 １ ２ 、 图 １示 出 Ｓ Ｆ母 料 的 制 备 工 艺 流 、 ３ 。 Ｓ 程 。通 过该 法 制 备 的 Ｓ Ｆ母 料 ， Ｓ Ｓ Ｓ Ｆ未 经 螺杆 的强
Ｓ Ｆ １ ｍ， Ｓ ：２ 湖南 惠同新 材料有 限公 司 ； Ａ Ｓ Ｐ ７ ７， Ｂ ： Ａ一 ５ 奇美实业 股份有 限公 司 ； 其它助 剂 ： 市售 。
世界导电塑料工业进展(上传)
IonPhase® IPE® (Ionomer PoIyEIectrolyte)
离子沿聚合物链传导的三维互贯网络结构 （IPN） 具有永久抗静电性，且不随环境湿度而变化 力学性能好 透明度和可着色性好 对包装的产品无污染 可以和常用塑料共混
IonPhasE® IPE® 适合共混的材料: —PE, PP, PO’s —PS, HIPS, ABS, ABS-PC, ASA, PMMA, PA —PET-G, APET —TPE, TPE-E, TPU —SBS, SEBS ® ® IonPhasE IPE 适合常规工艺 —吹挤和薄膜铸挤成型 — 注塑 —薄片挤压成型 — 管道，线缆挤压成型 —吹塑 —纤维
工业化情况 Hyperion Catalysis International FIBRIL™系列 Nanocyl Nanocyl® 7000系列 Bayer Baytubes-C150P系列 Arkema Graphistrength™C100系列
CNT导电塑料著名制造商
Premix Thermoplastics PolyOne Corp., GE Plastics’ LNP Engineering Materials RTP Company
RTP 的CNT导电工程塑料
1.3钛酸钾晶须（Potassium Titanete Whi；（2）高耐热；（3）高耐磨； （4）低线胀系数
ICP熔体加工(ICP塑料合金)
Panipol具有领先地位 GE‘s LNP Noveon RTP Premix 其中RTP与Premix都是Panipol的合作伙伴
导电纤维在屏蔽塑料中应用的研究进展
Ａｂｓ ｒａ ｔ Ｃｏ ｕｃｉ ｅａ ｄｓ ｅｄ ｎ ａ ｔｃｉ ｎｅｏｆｆ ｃ ｉ ａ ｌ ｍ ｅ ａ ｅ ｉｌ ｉ ｈｃ ｎｒ ｓｓ ｔｔｃｈａ ｒ ｎｄ ｔ ｃ： ｎｄ ｔｖ ｎ ｈｉ ｌｉ ｇｐｌｓｉ ｓｏ ｕｎ ｔｏｎ ｌ ｐｏ ｙ ｒ ｔｒａ ｓｗｈ ｃ ａ ｅ ｉｔ ａｉ ｚａｄａ ｍ ｓ
最 高 可 达 ６ ｄ ；王 荔 将 １ ｗ ％ 镍 碳 纤 维 与 尼 龙 、 ０Ｂ ｔ镀 ５ Ｐ 以及 改 性 的 Ｐ 树 脂 复 合 制 成 的 屏 蔽塑 料 ，不 仅 屏蔽 Ｃ Ｓ 效 果 好 ，而 且 具有 优 良 的耐 老 化 性 能 ，在 ６ ｃ 时 其导 Ｏｃ 电性 能 基本 稳 定 。
碳 纳 米 管
碳 纳 米 管 是 直 径 为几 纳 米 或 几 十 纳 米 ，长度 为 几
十 纳 米 到ｌ ｍ 的中 空 管 。 多数 情 况 下 ，几 个 到几 十 个 管 子 同 轴 套 构 在 一 起 ， 相 邻 管 的 径 向 间 距 大 约 为 ０３ ｎ 。碳 纳 米 管作 为一 种 新 型 的准 一 维 纳 米碳 系 物 ．４ ｍ
文 梁 琦 严正文 贾润礼
摘 要 ・ 导 电屏 蔽 塑料 是 防止 静 电 危害 、电 磁 波污 染 的 一种 有 广泛 前 景 的 功能 高 分 子材 料 。 本文 综 述 了碳 纤
维 、碳纳 米 管 、不 锈 钢 纤维 、钢 纤 维和 各 种镀 金 属 纤 维填 充 导 电 屏蔽 塑 料 的国 屏 蔽 塑料 镀 金 属 纤 维
有 优异 的导 电性 能 ， 而且 综 合 性 能 良 好 。 与其 他 导 电 添 加 剂 相 比 ，具 有 密 度 小 （ ． ～２ Ｏ ／ ｍ ） 力 学性 能 １ ５ ．ｇ ｃ 。 、 好 ，对 聚 合 物 有 一定 补 强 作 用 、 化学 稳 定 性 好 、 比金 属 更耐 氧 化 与 腐蚀 ，材 料 导 电性 能 持 久 、 碳 剥 落少 。 碳 纤维 在 使 用 中 的 问题 是 制 品外 观 呈黑 色 ，限 制 了使
热塑性导电塑料在屏蔽电磁波干扰中的应用
评 价 几 乎无 屏蔽 效果 屏 蔽 效 果 的 最 低 下 限 平 均值 平 均 值 以 上 最 佳 屏 蔽 效 果
体 （ Ｃ） 美 国 联 邦 通 讯 委 员 会 （ Ｃ 的 电 磁 兼 容 Ｅ 和 Ｆ Ｃ）
（ ＭＣ） 定 ＿ ， 求 相 关 电 子 产 品 的 生 产 厂 家 及 销 Ｅ 规 １要 ｊ 售 公 司 确 认 其 产 品 在 使 用 期 限 内满 足 Ｅ Ｉ 蔽 技 Ｍ 屏 术要 求 ， 必 须 带 有 “ Ｅ 标 志 方 能 在 市 场 上 销 售 。 并 Ｃ ” 日本 通 产 省 商检 局 也 于 １ ８ ９ ４年 ９月 制 定 商 品 电 磁 兼容 性 管 理 办 法 ， 分 别 从 １ ８ 年 元 月 １ 日至 并 ９６ １８ ９ ７年 １月 明 确 规 定 复 印 机 、 字 机 、 打 电视 机 、 视 监 器 、 端机 、 放 机 、 字 处理 机 、 盘 、 盘驱 动器 终 录 文 键 磁 等 ４ ０项 计 算 机 信 息 产 品 ， 有 微 波 炉 、 响 、 电产 还 音 家 品等 均 要 纳 人 ＥＭＣ管 制 范 围 。 我 国 自 ２ ０世 纪 ８ ０ 年 代 以 来 ， 由 国家 质 量 技 术 监 督 局 组 织 制 订 了 ７ 也 ０ 多个 有 关 电 磁 兼 容 性 的 国 家 标 准 Ｊ 还 颁 布 了 《 ， 电
陈 永 东 杨 桂 生
（ 海 杰 事 杰 新 材 料 股 份 有 限 公 司 ， ０ １ ９ 上 ２ １０ ）
摘要： 介绍 了复 合 型导 电塑料 ， 别是导 电纤 维增 强热 塑性 塑料 在屏蔽 电磁 波干 扰 中 的应 用现 状 和技 术 发展 趋 势 。讨论 了 ３种 特
主要 的 导电纤 维 即碳纤 维 、 镍碳 纤维 和不 锈钢纤 维 的优 缺点 ； 镀 比较 了 不 同 的 加 工 设 备 和 加 工 方 法 对 这 类 导 电 复 合 材 料 性 能 的 影 响 。 关 键 词 ： 复 合 型 导 电 塑 料 碳 纤 维 屏 蔽 电 磁 波
无机填料的改性及其在复合材料中的应用
无机填料的改性及其在复合材料中的应用随着复合材料讨论的深入进展和应用，作为复合材料组份之一的填料，日益受到了人们的广泛重视。
填料是材料改性的一种紧要手段，不仅可以降低材料的成本，而且可以显著地改善材料的各种性能，给与材料新的特征，扩大其应用范围。
但由于填料与聚合物在化学结构和物理形态上，存在着显著的差异，两者缺乏亲和性，因此必需对填料进行表面活化处理，以使填料与聚合物两者之间达到很好的浸润。
1填料的表面改性技术填料表面改性，是对填料的性质进行优化，开拓新的应用领域，提高工业价值和附加值的有效途径和紧要技术之一。
通过更改填料表面原有的性质，如亲油性、吸油率、浸润性、混合物粘度等，可以改善填料与聚合物的亲合性、相容性以及加工流动性、分散性，加强填料和聚合物界面之间的结合力，使复合材料的综合性能得到显著的提高，因而填料改性技术的进展，就成为当前很活跃的一个讨论课题。
1.1偶联剂处理偶联剂是一种能够加强无机填料与聚合物之间亲合力的有机化合物。
其通过对无机填料进行化学反应，或物理包覆等方法，使填料表面由亲水性变成亲油性，达到与聚合物的紧密结合从而提高复合材料的综合性能。
目前使用最多的偶联剂，是硅烷偶联剂、钛酸酯和铝酸酯偶联剂。
其中硅烷偶联剂又是品种最多、用量最大的一种，重要用于填充热固性树脂的玻璃纤维和颗粒状含硅填料的表面处理。
如采纳硅烷偶联剂对云母进行预处理，可以明显提高云母填充聚丙烯复合材料的力学性能、热性能和电性能。
用硅烷偶联剂处理石英填充聚氯乙烯复合材料，也能显著加强其力学强度。
与硅烷偶联剂不同，钛酸酯偶联剂能给与填充体系较好的综合性能，如钛酸酯偶联剂处理CaCO3、炭黑、玻璃纤维和滑石粉时，能与无机填料表面的自由质子反应，在填料表面形成有机单分子层，因而能显著改善无机填料与聚烯烃之间的相容性。
故在选用偶联剂时，要综合考虑基体树脂的类型和填料的物化性质。
由于偶联剂对填充效果起着至关紧要的作用，所以偶联剂的开发和偶联技术，依旧是紧要的讨论领域，应重点讨论适应范围广、改性效果好、成本低的新型偶联剂和相应的偶联技术。
导电高分子材料
导电高分子材料摘要：导电高分子复合材料是一类具有重要理论研究价值和广阔应用前景的新型功能材料，导电高分子材料具有高电导率、半导体特性、电容性、电化学活性，同时还具有一系列光学性能等，具有与一般聚合物不同的特性。
因此，导电高分子复合材料是一类具有重要理论研究价值和广阔应用前景的新型功能材料。
关键字：导电高分子功能材料、结构特征、性能简介:自从1977年美国科学家黑格（A.J.Heeger）和麦克迪尔米德（A.G.MacDiarmid）和日本科学家白川英树（H.Shirakawa）发现掺杂聚乙炔（Polyacetylene，PA）具有金属导电特性以来，有机高分子不能作为电解质的概念被彻底改变。
也因此诞生了一门新型的交叉学科导电高分子。
这个新领域的出现不仅打破了高分子仅为绝缘体的传统观念，而且它的发现和发展为低维固体电子学，乃至分子电子学的建立和完善作出重要的贡献，进而为分子电子学的建立打下基础，而具有重要的科学意义。
所谓导电高分子是由具有共轭π键的高分子经化学或电化学“掺杂”使其由绝缘体转变为导体的一类高分子材料。
它完全不同于由金属或碳粉末与高分子共混而制成的导电塑料。
导电高分子具有特殊的结构和优异的物理化学性能使它在能源、光电子器件、信息、传感器、分子导线和分子器件，以及电磁屏蔽、金属防腐和隐身技术上有着广泛、诱人的应用前景。
因此，导电高分子自发现之日起就成为材料科学的研究热点。
经过近30多年的发展，导电高分子已取得了重要的研究进展。
1.导电机理1.1结构型导电聚合物导电机理物质的导电过程是载流子在电场作用下定向移动的过程。
高分子聚合物导电必须具备两个条件: (1) 要能产生足够数量的载流子(电子、空穴或离子等)；(2) 大分子链内和链间要能够形成导电通道。
在离子型导电高分子材料中，聚醚、聚酯等的大分子链呈螺旋体空间结构，与其配位络合的阳离子在大分子链段运动作用下，就能够在螺旋孔道内通过空位迁移(“自由体积模型”) ；或被大分子“溶剂化”了的阴阳离子同时在大分子链的空隙间跃迁扩散(“动力学扩散理论”) 。
不锈钢纤维填充ABS的制备与性能研究
数 字微 欧 电阻 测量 计 ：Ｗ 一２型 ，０ 一１ Ｓ １ ～ ０Ｑ， 苏 州无线 电二厂 ； 数 字万 用 电表 测量 计 ：Ｔ一８０型 ，０ Ｄ ３ ｌ 一ｌ ０Ｑ，
日本 Ｎ Ｃ公 司 ； Ｅ
在国外 ， 利时 贝尔卡特公 司 、 国 Ｇ 比 美 Ｅ公 司 （Ｎ Ｌ Ｐ公 司 ） 美 国 Ｒ Ｐ公 司 、 国 Ｗｉｏ 、 Ｔ 美 ｌ ｎ微 纤 公 ｓ
程塑料制品的应用。在此笔者制备了 ＳＦ填充 Ａ Ｓ Ｓ Ｂ （ Ｂ ／ Ｓ ） 电工程 塑料 ， Ａ ＳＳＦ 导 并研 究 了其 屏 蔽效能 、 网
络结 构 、 物理 力学 性能 及加工 性 能 。
１ 实验 部分 １ １ 主要 原料 ．
腐蚀 、 易成型加工等特点 ， 可作为屏蔽材料使用 ， 在 家电 、 通讯 、 爆 器 材 、 防 军工 、 空 航 天 、 航 医疗 器 材等 领 域具 有 十分重 要 的应用 价值 和 广 阔市场 ¨ 。 导电塑料通常为复合 型导 电高分子材料 ， 由 它
大多使 用 （ 烯腈／ 二 烯／ 乙烯 ） 聚物 、 碳 酸 丙 丁 苯 共 聚
酯、 聚酰胺等及其合金为基体 ， 而导电填料多采用铝
合金纤 维 、 铜纤 维 、 锈 钢 纤 维 （ Ｓ ） 。Ｓ Ｆ具 有 不 ＳＦ 等 Ｓ
缺 口制样 机 ：Ｑ Ｘ Ｚ一１型 ， 德 精 密试 验 机 有 限 承
１２ 设备 及仪 器 ．
单螺杆 挤 出机 ：Ｊ一３ Ｓ ０型 ， 京 杰 恩 特 机 电设 南 备有 限公 司 ；
注塑 机 ： Ｔ １ ０ ／ Ｈ Ｂ Ｘ １型 ， 波 海 天 塑 料 机 械 有 １ 宁 限公 司 ；
目前 ， 内外对 金 属 纤 维填 充 工 程 塑 料 的研 究 国
科技成果——不锈钢纤维填充热塑性导电塑料
科技成果——不锈钢纤维填充热塑性导电塑料技术开发单位北京大学成果简介在电子/微电子工业高速发展时代，电磁屏蔽材料是防止电磁波污染所必需的防护性功能材料，是目前高新技术领域中的新型电子材料，其屏蔽性能与材料的化学、物理、机械性能都将随着电子工业和通讯技术的飞速发展而日益改善和提高。
电磁屏蔽（EMI）用导电塑料是一种防止电磁波污染的重要防护性功能高分子材料。
在EMC/EMI技术中，通常使用金属屏蔽材料，其屏蔽效能好、性能稳定，但存在比重大、价格贵、易腐蚀、屏蔽性能难于调节等缺点。
一般工程塑料是不导电的，对电磁场几乎无任何屏蔽作用，尤其是对1GHz以下和低频电磁波几乎是完全“透过”的。
为了使塑料具备抗电磁波辐射干扰和防止数字通讯信息泄漏而造成的信息安全性问题，一般使用导电涂料作为电子/电器和通讯产品的表面导电涂层材料，从而达到消除或减轻电磁波干扰的目的。
常使用的处理方法一般分为内部添加、外部处理两个方面。
外部处理包括采用导电涂料及表面金属化处理（电镀、真空蒸镀）或以金属薄片和金属网贴合处理；内部添加则是在塑料、橡胶基材中加入高导电性的材料（如金属）形成导电填料或导电橡胶密封条，以防止电荷造成静电损害（ESD）及产生的电磁波干扰。
添加的常用导电填充料有炭黑、银、铜、镍等金属碎片或粉末，但通常具有添加量高、分散不均、加工困难及对塑料物性影响大等缺点，易造成塑料表面涂层脆裂而失去电磁屏蔽性能。
同时，导电涂料中具有易挥发的有毒有机溶剂，长期使用会严重污染环境。
近期，国内外采用新材料、新工艺、新设备开发出导电纤维与塑料共混复合制备导电塑料，它是继导电涂料之后推入市场的新型轻质高分子复合屏蔽材料，可用于各种环境下要求EMC/EMI效应的电子产品和通讯器材等的塑料壳体，在许多领域具有十分重要的研究意义和市场应用价值。
目前国内市场急需同类功能塑料材料产品的开发与生产。
各种导电纤维的导电性能均不相同，如要达到相同的屏蔽效果，一般需要分别添加导电碳纤维（CCF）10-60vol%、不锈钢纤维（SSF）10-20vol%、镀镍导电碳纤维（NCF）5-50vol%到热塑性塑料基质中形成三维导电网络结构的导电塑料。
纤维增强塑料材料的市场现状与趋势
纤维增强塑料材料的市场现状与趋势纤维增强塑料材料是一种通过在塑料基体中添加纤维增强剂来提高其力学性能和耐用性的复合材料。
近年来，随着技术的进步和对可持续性的需求增加，纤维增强塑料材料在各个行业中得到广泛应用。
本文将探讨纤维增强塑料材料的市场现状和未来的发展趋势。
市场现状目前，纤维增强塑料材料市场呈现出快速发展的态势。
其中，汽车和航空航天行业是纤维增强塑料材料的主要应用领域之一。
车身和飞机部件需要具备高强度和低重量的特性，而纤维增强塑料材料的独特优势可以满足这些需求。
此外，电子电气行业、建筑行业和包装行业等也开始广泛采用纤维增强塑料材料，以提高产品的性能和质量。
纤维增强塑料材料市场的增长主要受到技术进步的推动。
新的增强纤维材料和制造工艺的引入，使得纤维增强塑料材料的性能得到了显著提升。
例如，碳纤维增强塑料材料具有高强度、刚度和耐腐蚀性，成为替代传统金属材料的重要选择。
此外，研发人员还在不断探索新的纤维增强塑料材料，以满足不同领域的需求。
随着可持续发展理念的逐渐深入人心，国际社会对环境友好型材料的需求逐渐增加。
由于纤维增强塑料材料的低密度和耐用性，它们能够减少产品的重量和能耗，从而降低环境影响。
这一特点使得纤维增强塑料材料成为可持续发展的重要组成部分。
因此，纤维增强塑料材料在包装、消费品和建筑行业等领域将迎来更广泛的应用。
趋势展望未来纤维增强塑料材料的发展将继续保持快速增长。
以下是未来市场的几个重要趋势：1. 技术创新：随着科技的进步，我们可以预见纤维增强塑料材料将不断改进。
新的纤维增强剂、制造工艺的引入将使材料的力学性能和耐久性得到提升。
科学家和工程师将继续探索新的增强纤维材料，为不同行业提供更好的解决方案。
2. 可持续发展：环境可持续性是全球关注的焦点之一，纤维增强塑料材料可以有效降低产品的能耗和碳排放。
在未来几年里，纤维增强塑料材料将在可持续发展方面发挥更大的作用。
同时，随着环保法规的加强，对环境友好型材料的需求将更加迫切。
导电纤维填充型导电塑料在电磁屏蔽中的应用研究进展
一
ＡＢＳ
ＰＣ
ＰＣ ＋ＡＢＳ
１ ２ ００
ＡＳ 一 １ ０３ ０
ＤＳ 一 １ ０ ０３
ＰＣＡ— Ｓ一１ ３ ００
ＰＣＡ— Ｓ一１ ０ ０ ３一ＦＲ
பைடு நூலகம்
往较 多采用 的是前一种方法 ， 近年来 ， 电塑料法引 导 起了人们的兴趣 ，这是 由于 料具备的三个显 著特 点： 、 ａ 是在成型之后 即具备电磁屏蔽的性能 ，不需涂 覆、 电镀等后续工序 ；、 ｂ 安全可靠 ， 屏蔽性能稳定 ， 不 会如表面法那样会产生剥离或脱落现象 ； 、 ｃ 不需二次 加工 ， 一次成型便可完成 ， 生产效率高
维普资讯
ｌ 试验研究 ｌ
导 电纤维填充型导 电塑料 在 电磁屏蔽 中的应 用研 究进展
许 荣鹏
江 西理 工 大 学 赣 州 ３ １ ０ ４ ０ ０
摘
要： 简要阐述 了电磁屏蔽的途径和机理 。 并对导电纤维填充型导电塑料的研究进展作 了简单的介绍。 导电塑料
为屏蔽电磁波原理示意 图。 根据 Ｓｈｌ ｎｆ１ ｃｅ ｕ ｏ ４ ｋ 的电磁波
理论 ， 蔽效 果 （ Ｅ） 屏 Ｓ 可用 下式表 示 ：
Ｓ ｄ ＝Ａ ＋Ｒ ＋Ｂ Ｅ（ Ｂ）
如美国的通用 电气推 出了以不锈钢纤维为导电填充
物的Ａ ＳＰ ／ Ｂ 、Ｃ以及 Ｐ 导电复合材料 （ Ｂ 、Ｃ Ａ ＳＰ Ｐ 具体
电磁屏蔽理论， 屏蔽好的金属材料能反射大部分入射
屏蔽 效果 ；０ Ｂ以上具有 极 好 的屏蔽 效果 。 ９ｄ
３导电纤维填充型复合导 电塑料的研究和应用进展 导电纤维填充导电高分子材料是一类 新兴的复 合材料 ，国际上只有少数公司形成工业化生产规模 ，
飞荣达导电塑料和导热塑料
马达线圈骨架
Z 公司屏蔽腔
1. 2. 客户之前的方案为铝合金压铸件，成本 高，生产效率低； 采用飞荣达CP-SS-103材料，性能可以 满足客户要求，成本略有降低，重量减 轻一半。
C 公司 PS Cover
客户初期的方案为采用塑胶件加金属件方案， 后飞荣达建议采用导电塑料一体方案，组装 方便。
飞荣达导热塑料
导热塑料：利用导热填料对高分子基体材料进行均匀填充，以提高其导热性能
导电塑料颗粒cpss103pcabs基材不锈钢纤维ul94v0cpss105abs基材不锈钢纤维ul94v0cpss106pcabs基材不锈钢纤维ul94hbcpnc203pcabs基材镀镍碳纤维ul94v0cpnc203npcabs基材镀镍碳纤维不阻燃更多材料可以根据客户要求定制
飞荣达导电塑料和导热塑料
飞荣达导热塑料
飞荣达导热塑料产品
TH-AO-301：尼龙基材，导热系数0.75 TH-AO-302：尼龙基材，导热系数1.0 TH-AN-303：尼龙基材，导热系数0.5 TH-AN-304：尼龙基材，导热系数1.4 TH-GR-301EC:尼龙基材，导热系数2.5(导电导热) 更多产品在研发中，也可以根据客户要求定制产品。
导电塑料特点：
密度低，接近铝合金的一半，使得产品重量轻 屏蔽效能与铝合金接近，屏蔽效能和产品强度可调节 耐蚀性好，无需额外的表面处理，环保 生产损耗小，降低生产成本 对于结构复杂的产品可一次加工成型，浪费少，交货迅速
飞荣达导电塑料主要特性：
体积电阻: 0.5~250 Ohm.cm 屏蔽效能 (30MHz~10GHz): 40dB~85dB 密度 (g/cm^3): 1.2~1.5 工作温度: -40°~90°，更高耐温要求的材料可以定制 防火等级可达UL 94-V0
金属纤维行业发展趋势
金属纤维行业发展趋势周娟;肖于德【摘要】文章在介绍金属纤维生产工艺、应用领域的基础上,分析了金属纤维行业在美国、比利时、日本、中国的产业化现状,提出了金属纤维在汽车尾气颗粒捕集器、燃气红外燃烧器、导电塑料、金属纤维织物等方面广阔的发展前景.【期刊名称】《湖南有色金属》【年(卷),期】2008(024)002【总页数】3页(P38-40)【关键词】金属纤维;生产工艺;应用领域;产业化;前景【作者】周娟;肖于德【作者单位】中南大学,湖南,长沙,410083;中南大学,湖南,长沙,410083【正文语种】中文【中图分类】TF16金属纤维是近几十年发展起来的新型软态工业材料，是现代材料科学的一个重要领域。
金属纤维广泛应用于纺织、航天航空、石油化工、电子机械、医药、食品、环保等领域，是许多民用工业领域和国防工业必需的关键材料。
由于金属纤维行业集中度高，存在行业壁垒，再加上厂商出于对技术机密性、经济利益等方面的考虑，国内有关金属纤维行业的报道很少，在某种程度上限制了行业的发展。
但是，全球范围内，金属纤维的需求量持续上涨，特别是化工、纺织行业和一些新开发的高新技术领域需求量很大，金属纤维正面临着巨大的发展机遇。
目前，金属纤维的生产方法主要有四种：单丝拉拔法、刮削法、熔抽法、集束拉拔法。
单丝拉拔法是常用的制造金属线材的方法，可制取直径为20μm左右的不锈钢纤维，直径为150～380μm的铜、铝、钨、钼等纤维。
刮削法是一种利用机床与高速转动的刀具之间的摩擦使得切屑从基体材料上分离出来的加工工艺，多用于加工35μm以上的纤维［1］。
熔抽法是由熔融金属直接制取纤维的方法，纤维最小当量直径可达25μm。
集束拉拔法将多根线材集成一束，外加包覆材料，再进行拉拔。
目前主要用于不锈钢纤维、高温合金纤维等高强、超细纤维的生产，纤维最小当量直径可达1～2μm。
湖南惠同新材料股份有限公司是我国集束拉拔法生产企业的典型代表，该公司也是我国最早从事金属纤维生产研究和开发的企业。
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第34卷第1期2006年1月化工新型材料N EW CHEM ICA L M A T ERIA LS V ol 34N o 15作者简介:方鲲(1965-),男,博士,教授,研究方向为导电塑料、树脂基复合材料及电磁波吸收材料。
不锈钢纤维填充热塑性导电塑料研究进展方 鲲1,3 曹传宝1 朱鹤孙1 王 群2(1 北京理工大学材料科学研究中心,北京100081;2 北京工业大学材料科学与工程学院,北京100083;3 苏州国家高新技术开发区留学人员创业园苏州纳盛通功能高分子材料科技有限公司,苏州215011)摘 要 导电塑料是防止电磁波污染的一种重要防护性功能高分子材料。
综述了不锈钢纤维(SSF)填充热塑性导电塑料的国内外研究进展,并对树脂、不锈钢纤维(SSF)含量、表面处理、加工工艺等因素造成屏蔽性能(SE)变化进行介绍与分析,并指出未来的研究发展方向。
关键词 导电塑料,不锈钢纤维(SSF),电磁波干扰(EM I)Research development of stainless steel fiber filled thermoplastic conductive plasticsFang Kun1,3Cao Chuanbao 1 Zhu H esun 1 Wang Q un2(1 Central of M aterials Science and Eng ineering ,Beijing Institute o f Technolog y,Beijing 100081;2 Colleg e of M aterials Science and Eng ineering ,U niv ersity of Beijing Industry,Beijing 100083;3 NST functional poly mers Co.LT D of Suzho u SN D Pioneering Par k,Suzhou 215011)Abstract Conductive plastics is an im po rtant defensive and functional polymer mater ials in resisting electro magnectic interfer ence(EM I).In this paper ,r esear ch develo pment of stainless steel f iber (SSF )filled ther moplastic conduc tive plastics w ere rev iewed.T he resins,addition chang es and surface t reatment o f stainless steel f iber and pr ocessing co nditions for the effects of shielding effectiv eness (SE)o f the co nductive plastics w er e intro duced and discussed.Key words co nductive plastics,st ainlesssteel fiber,electro mag nect ic interference(EM I) 导电塑料是由电绝缘性较好的合成树脂和具有优良导电性能的填料及其它添加剂所组成,经注射、模压或挤出成型等方法加工成各种电磁屏蔽复合材料和制品。
其中,常用的合成树脂有PE 、PS 、PC 、ABS 、PA 、PBT 、PET 、PPO 、PPS 和高性能热塑性塑料合金等。
导电填料一般选用大尺寸的纤维状与片状导电材料。
目前,最常用的有金属纤维、金属片材、导电碳纤维、导电石墨、超导炭黑、金属合金填料等。
一般说来,导电塑料的屏蔽性能(SE)取决于导电填料的导电性以及它们之间的相互接触程度。
由于纤维长径比和接触面积大、彼此更容易搭接,在相同填充量下,则更易形成导电网络而获得较佳的导电性能,故金属纤维填充型热塑性导电塑料是目前最主要和应用领域最广泛的导电塑料[1,2]。
导电塑料是继导电涂料之后推入市场的新型功能材料,大有后来居上之势。
研制和发展新型宽频、电磁兼容、比重低、屏蔽效能高、成本低、易加工的导电塑料,则成为(EM C/EM I)应用领域中电磁防护材料的重要科研方向和迫切的市场需求。
近年来,金属纤维填充热塑性导电塑料得到了快速发展,国外许多公司,如美国GE 公司、Wilson 微纤国际公司,日本大赛珞公司,荷兰DSM 公司等都已有多种类型和不同用途的产品生产与应用。
1 金属纤维填充型导电塑料国内外对金属纤维填充型导电塑料的研究大多化工新型材料第34卷采用铜纤维(Cu)或不锈钢纤维(SSF)作导电填料。
SSF 是80年代才得到开发与应用的一种新型导电纤维材料,具有优良的导电性和加工性能,最突出的性能是不易产生表面氧化,因而无需进行繁杂的去氧化层和表面防护处理。
用拉拔技术生产的SSF 直径小,对塑料基体性能如收缩率、拉伸强度、弯曲模量等影响较小。
此外,SSF 的填充加入对合成树脂的外观颜色、机械性能、加工性能等影响最为轻微,且达到相同电磁屏蔽效率时所需的添加量为最少[3]。
国外已有许多专利报道,而国内虽有部分产品,但对此系统研究却很少。
目前,在电磁(波)屏蔽(EM I/RFI)防护方面广泛应用的导电纤维主要有3种:导电碳纤维(CC)、镀镍石墨纤维(NC)及SSF,其中SSF 填充导电塑料约占60%的市场份额,主要应用在消费电子产品、电器、通讯器材、安全防爆产品、信息传递与安全、抗静电、石油化工等领域;镀镍石墨纤维增强导电塑料约占30%的市场份额,主要应用于便携式电子产品、通讯、医疗器械、军工、航天航空等领域;其它品种约占不到10%的市场份额。
2 研究进展2.1 国内外研究现状War d S 等早在1990年就报道了SSF 分别填充PEEK 、PES 、ABS 和PC 等热塑性树脂的抗静电和电磁屏蔽性能研究,同时也讨论了相关产品在实际抗静电和电磁屏蔽应用中的市场问题[4]。
美国Wilson Fiberfil International 公司的Gerteisen S R 等报道了利用SSF 填充工程塑料PC,以解决电器塑料外壳的电磁屏蔽和射频干扰的电磁兼容问题[5]。
Van Loock 报道了SSF 增强塑料的防射频干扰新工艺,所用纤维直径只有2~5 m ,在低填充量下就具有很好的电磁屏蔽效果[6];美国Brunsw ick 公司生产的SSF 及其填充的热塑性导电塑料(SS/PC/ABS),当SSF 直径大约7 m 、填充率为6%(V%,下同)时,屏蔽效果可达40~50dB,且随纤维填充率增加,防视频干扰效果也增加,但价格较为昂贵[7]。
实验研究表明,SSF 很容易填充到大部分热塑性塑料中,且复合材料的机械力学性能、模压收缩率、加工特性和自然颜色都没有显著变化。
但SSF 的长径比、填充量和分散度会对纤维复合材料的导电性有重要影响[8]。
GE 公司于2004年宣布同时推出具有抗静电和抗电磁波干扰(EMI)的多种SSF 填充热塑性导电塑料,如SSF/ABS 、SSF/PC 产品可以满足大部分电子和通信产品塑料壳体的电磁兼容(EM C)用途,其屏蔽效能(SE)值在40~60dB 。
Diam ond Shamrock 公司使用直径为6 m 的SSF,填充量低于1%,制备具有抗静电性的导电塑料,如SSF/PE 、SSF/PS 等。
荷兰DSM 公司采用长度为3~4mm ,直径7~8 m 的SSF,制备了填充量为1%~2%的SSF/PP 、SSF/PC 等导电塑料;比利时Cabot Plastics International 公司生产一系列添加有微细SSF 的增强热塑性导电塑料等。
最近,日本LNP 公司用一种新的SSF 填加于尼龙PA 中,制成热塑性导电塑料SSF/PA 替代金属屏蔽材料,广泛用于制造汽车零部件[9]。
近几年国内也有许多研究SSF 填充高分子材料的报道。
四川大学范五一等对SSF 填充热塑性塑料进行了研究[10];中山大学谭松庭等对SSF 填充PP 的力学、电学、电磁屏蔽等性能进行了研究[11];台湾Yang S Y 等研究了SSF 增强ABS 的电磁屏蔽性能,重点考察了纤维长度和填充量对电磁屏蔽性能影响[12];北京化工研究院在热塑性导电塑料开发上也有报道,但没有SSF 填充导电塑料产品。
2.2 主要影响因素2.2.1 热塑性塑料基体不同的热塑性塑料基体对于SSF 的性能发挥有着显著影响。
范五一等报道了H DPE/SSF 、ABS/SSF 复合材料的性能区别,H DPE 基材形成导电网络的临界点比ABS 基材的出现得更早,导电性能更优良[13]。
2.2.2 SSF 填充量用直径较细的SSF 填充ABS 和H IPS,在4%以上就可使材料的体积电阻率从1015 cm 突降到104 cm 以下,显示出金属纤维长径比对导电复合材料中渗滤过程的控制作用。
当用同种SSF 填充结晶性的PP 基体时,临界填充量在1%左右,这可能是金属纤维受PP 结晶的影响,而在非晶区富集较多的缘故[10];用SSF 填充ABS 和PP 基体时,随纤维含量增加,弯曲强度开始有所增加,然后又逐渐下降。
造成这种现象的原因可能是:直径细的SSF 在其含量较低、且均匀分散于基体中时,可充当增强组分,并使复合材料弯曲强度增加;但当含量较高时,由于分散不好而缺陷增多,使复合材料的机械力学性能下降。
2.2.3 表面改性与分散由于SSF 与热塑性塑料基体的表面性能差异较大,纤维不容易在基体中分散均匀,所以如何改善金6第1期方 鲲等:不锈钢纤维填充热塑性导电塑料研究进展属纤维的表面性能,并优化复合工,艺成为制备热塑性导电塑料材料的关键。
理论和实验研究表明,通过使用偶联剂处理玻璃纤维或碳纤维,可以使纤维与树脂实现良好的界面粘结。
而对于SSF,通常利用表面处理剂进行湿润!表面改性,可明显改善纤维与基体的湿润!状态,并使纤维复合体系的流动性明显提高。
如湿润!不好则会在两相界面上留下空隙而产生应力集中点,使复合材料强度明显下降。
对SSF湿润!的大小通常用接触角来表示,接触角小,则表示液相与固相表面具有良好的接触和润湿。
表面处理剂在结构上的特点为:一端为亲聚合物,另一端为亲水性。
亲水端与SSF表面作用,而亲聚合物端则会与聚合物基体亲合。
当在SSF 表面形成分子处理剂,即单分子层时,接触角降至最小;浓度再增大,反而破坏了这种单分子层的规整排列而导致接触角增大[14]。